Freescale MPC8247CVR

Отличный выбор! MPC8247CVR — это высокопроизводительный и надежный микропроцессор, широко использовавшийся в телекоммуникационном, промышленном и сетевом оборудовании. Вот подробное описание.

Общее описание

Freescale MPC8247CVR (позже производство перешло к NXP Semiconductors) — это представитель семейства PowerQUICC II Pro (PQII Pro). Это не просто процессор, а сложная система на кристалле (SoC - System-on-Chip), которая интегрирует на одном чипе два ключевых компонента:

1. Процессорное ядро: Ядро PowerPC 603e с архитектурой RISC. Оно отвечает за выполнение прикладных задач и управление системой.
2. Коммуникационный процессор (CPM - Communications Processor Module): Второе, независимое ядро RISC (RISC CPM), которое полностью разгружает основное ядро, обрабатывая все коммуникационные протоколы. Это главная "фишка" семейства PowerQUICC.

Основное назначение: Создание интегрированных шлюзов, маршрутизаторов, коммутаторов, контроллеров базовых станций, промышленных контроллеров — там, где требуется высокая производительность в обработке сетевых протоколов при умеренной стоимости и энергопотреблении.

Ключевые технические характеристики

• Архитектура: Power Architecture (PowerPC)
• Тактовая частота: 400 МГц (для версии CVR400). Были и другие варианты с частотами 266, 300, 333 МГц.
• Ядро процессора:
  • Тип: PowerPC 603e
  • Суперскалярное исполнение (до 3 инструкций за такт)
  • Встроенный блок вычислений с плавающей точкой (FPU)
  • Кэш L1: 16 КБ для инструкций + 16 КБ для данных
• Коммуникационный процессор (CPM):
  • Собственное RISC-ядро, работающее на частоте до 266 МГц (относительно частоты ядра).
  • Поддерживает широкий спектр интерфейсов и протоколов.
• Интерфейсы и контроллеры на кристалле:
  • Память: Встроенный контроллер DDR SDRAM (до 266 МГц).
  • Шины: 32-битная PCI-шина (версия 2.2), локальная шина для подключения ПЗУ/BOOT-памяти.
  • Коммуникационные порты (через CPM):
    • 3x быстрых коммуникационных контроллера (FCC): Поддерживают Ethernet (10/100 Мбит/с через MII/RMII), ATM, HDLC, прозрачный режим.
    • 2x многоцелевых коммуникационных контроллера (MCC): Поддерживают HDLC, прозрачный режим,可用于 создания каналов E1/T1.
    • 4x последовательных коммуникационных контроллера (SCC): Поддерживают UART, HDLC, SDLC, IrDA и другие протоколы.
    • 2x контроллера последовательного интерфейса управления (SMC): UART-функциональность.
    • Контроллер интерфейса SPI (Serial Peripheral Interface).
    • Контроллер интерфейса I²C.
    • Контроллер USB 1.1 (хост/устройство).
• Потребление: Типичное ~2.5 Вт при 400 МГц.
• Техпроцесс: 130 нм.
• Корпус: CVR обозначает корпус 357-контактный пластиковый BGA (PBGA).
• Рабочее напряжение: Ядро: 1.5В, Ввод/вывод: 3.3В.

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Номенклатура Freescale/NXP очень подробна. MPC8247CVR — это базовая часть маркировки. Полный парт-номер включает в себя суффиксы, указывающие на частоту, температурный диапазон и условия поставки.

Прямые аналоги и варианты MPC8247 в корпусе PBGA (CVR):

• MPC8247CVR400D — Полный номер для версии на 400 МГц, расширенный температурный диапазон (от -40°C до +105°C). Наиболее распространенная версия.
• MPC8247CVR333D — Версия на 333 МГц, расширенный температурный диапазон.
• MPC8247CVR300D — Версия на 300 МГц, расширенный температурный диапазон.
• MPC8247CVR266D — Версия на 266 МГц, расширенный температурный диапазон.
• Варианты с суффиксом "U" (например, CVR400U) — промышленный температурный диапазон (от -40°C до +85°C).
• Варианты с суффиксом "V" (например, CVR400V) — коммерческий температурный диапазон (от 0°C до +95°C).

Совместимые и аналогичные модели (семейство PowerQUICC II Pro):

Эти микропроцессоры имеют схожую архитектуру, но отличаются набором интерфейсов, производительностью или корпусом. Замена возможна, но требует проверки по datasheet (особенно распиновки и поддерживаемых интерфейсов).

1. Более младшие/простые модели:

   • MPC8245: Имеет только 2 FCC (вместо 3) и более простой контроллер памяти (SDRAM вместо DDR). Прямой "младший брат".
   • MPC8241: Еще более упрощенная версия с одним FCC и другими ограничениями.

2. Модели с другим корпусом (не являются прямой заменой без переразводки платы):

   • MPC8247CVV — Корпус CVV (376-контактный BGA). Имеет дополнительные сигнальные выводы.
   • MPC8247CVU, MPC8247CVD — аналоги в том же корпусе CVV с разными температурными диапазонами.

3. Модели с улучшенными характеристиками (потенциальные апгрейды):

   • MPC8248: Функционально очень близок, но имеет более совершенный контроллер DDR2 памяти и некоторые улучшения в CPM. Часто рассматривается как логический преемник. Требует проверки совместимости.
   • MPC8265 / MPC8266: Представители более раннего семейства PowerQUICC II (не Pro). Имеют аналогичный CPM, но процессорное ядро — 603e (как и у 8247) или более старое 8260. Архитектура системы отличается (60x bus vs. локальная шина+PCI). Не является прямой заменой.
   • MPC8272 / MPC8280: Представители следующего поколения PowerQUICC II+. Имеют более мощное ядро e300 (производное от 603e) на ядре G2, улучшенный CPM и интегрированный контроллер Gigabit Ethernet. Значительно более производительны, но и сложнее. Не являются прямой заменой.

Важное примечание по замене и совместимости

При замене или поиске аналога необходимо:

1. Сверять полный парт-номер (с суффиксами).
2. Изучать datasheet и Errata (список известных особенностей/ошибок чипа) для конкретной ревизии.
3. Проверять распиновку (pinout) корпуса. Замена CVR на CVV, например, невозможна без переделки платы.
4. Учитывать, что микросхемы этого семейства часто используются в специфическом оборудовании, и производитель устройства мог запрограммировать их под свои нужды. Механическая замена чипа может не привести к работоспособности устройства без правильного ПО (прошивки U-Boot, параметров).

Где искать информацию:

• Официальная страница продукта на сайте NXP Semiconductors (архивная, но документация доступна).
• Поиск по полному парт-номеру на сайтах дистрибьюторов электронных компонентов (LCSC, Mouser, DigiKey).